实验二实验要求1

实验二实验要求1是关于设计一个小型实验室门禁系统的实践任务，主要目的是让学生掌握电路设计、仿真和调试的方法，以及电路模块的封装。实验中，学生将使用Logisim 2.7.1软件来完成一系列逻辑电路的设计。 实验内容包括设计一个四位二进制可逆计数器。这个计数器由D触发器构成，具备清零端CLR、累加计数脉冲输入端CPU、累减计数脉冲输入端CPD、预置控制端LD̅̅̅̅、预置初置端DCBA以及四个计数器状态输出值QD、QC、QB和QA。当预置控制端为低电平时，计数器的输出值被设置为DCBA输入的值。 需要设计一个将二进制数转换为8421BCD码的电路，利用先前实验设计的先行进位的四位二进制并行加法器。8421BCD码是一种二进制编码的十进制表示方式，广泛应用于数字显示。 接下来是设计7段译码器，用于将8421BCD码转换为7段数码显示管的显示，以便直观地显示实验室内的人员数量。译码器有四个输入A3A2A1A0和七个输出abcdefg，分别对应8421BCD码和7段数码管的段。 此外，还需要构建一个报警电路。当实验室达到满员（即计数器输出为15）并且CPU收到新的刷卡进入请求时，系统会触发报警提示。而在实验室无人（计数器输出为0）时，如果出现无效的刷卡离开请求（CPD有脉冲），计数器状态保持不变，不触发报警。 所有这些设计的组件需要封装在一个小型实验室门禁系统中。这个系统应包含上述的所有功能，包括计数器、8421BCD转换、7段译码和报警电路。 实验方案设计阶段，学生需要给出每个电路的函数表达式或逻辑描述，并绘制电路图。具体来说，这包括四位二进制可逆计数器的逻辑描述、8421BCD码转换电路的实现以及整个门禁系统的封装设计。 实验结果提交时，学生需在一个Logisim文件中组织所有子电路，结构参照图2.3所示，并确保所有测试电路都是在封装后加入外部输入输出信号的。此外，还需打印并填写实验检查表，实验完成后当堂提交，同时上交Logisim文件，文件命名遵循特定格式。 这个实验综合了逻辑电路设计、仿真和实际应用，旨在提升学生的实践能力和逻辑思维，为他们未来在电子工程和计算机科学领域的工作打下坚实基础。